Question

一輛60kW的載重汽車，保持功率不變在平直的馬路上行駛，受到的阻力是4.5×10³ N，發(fā)動機每小時耗油20L，
求：（1）汽車的行駛速度；
（2）發(fā)動機的效率；
（3）如果油箱內(nèi)還有汽油50L，那么還能行駛多遠？（ρ_汽油=0.8×10³㎏/m³，q_汽油=4.6×10⁷J/㎏）

Answer 1

分析：（1）汽車功率不變，知道阻力大小，利用P=

W

t

=

Fs

t

=Fv=fv求汽車的速度；
（2）知道汽車功率和做功時間，利用W=Pt求每小時汽車做功（有用功）；知道發(fā)動機每小時耗油體積，利用m=ρV求每小時燃燒汽油的質(zhì)量，再利用Q=mq求每小時燃燒汽油產(chǎn)生的熱量（總能量），利用效率公式求發(fā)動機的效率；
（3）利用s=vt求耗油20L汽車行駛的距離，可求耗油50L汽車行駛的距離．

解答：解：
（1）由題知，汽車功率不變，阻力f=4.5×10³N，
則牽引力F=f=4.5×10³N，
∵P=

W

t

=

Fs

t

=Fv，
∴汽車的速度：
v=

P

F

=

P

f

=

60000W

4.5×103N

≈13.3m/s；
（2）每小時汽車做功：
W=Pt=60000W×3600s=2.16×10⁸J，
每小時燃燒汽油的質(zhì)量：
m=ρ_汽油V=0.8×10³㎏/m³×20×10^-3m³=16kg
每小時燃燒汽油產(chǎn)生的熱量：
Q_放=mq=16kg×4.6×10⁷J/㎏=7.36×10⁸J，
發(fā)動機的效率：
η=

W

Q放

×100%=

2.16×108J

7.36×108J

×100%≈29.3%；
（3）耗油20L汽車行駛的距離：
s=vt=13.3m/s×3600s=47880m，
耗油50L汽車行駛的距離：
s′=47880m×

5

2

=119700m=119.7km．
答：（1）汽車的行駛速度為13.3m/s；
（2）發(fā)動機的效率為29.3%；
（3）如果油箱內(nèi)還有汽油50L，那么還能行駛119.7km，

點評：本題為力學、熱學綜合題，考查了學生對密度公式、效率公式、燃料完全燃燒放熱公式、功率公式的掌握和運用，利用好推導公式P=

W

t

=

Fs

t

=Fv=fv是關(guān)鍵．